Una de las formas más eficaces de ahorrar energía es aumentar el coseno phi y reducir la potencia reactiva. La energía cegadora es la que consumen los aparatos pero no se convierte en movimiento, calor o luz. Así que este poder se pierde, por así decirlo. ¿Cómo funciona exactamente? Los expertos de Sensorfact te lo explican.
Los aparatos y máquinas consumen más energía de la que realmente necesitan. Una parte de la energía consumida se convierte en calor, luz o movimiento. Depende de la función del aparato. Otra parte se pierde y, por tanto, se desperdicia.
La parte de la potencia que realmente se consume es la potencia activa (Pw). La parte que se pierde se denomina potencia reactiva, corriente reactiva o potencia reactiva. Por tanto, el aparato no aprovecha esta energía.
Se necesita una potencia cegadora para generar un campo magnético y eléctrico. Esta energía es necesaria para el correcto funcionamiento de un aparato, pero no se utiliza para su función final.
La reducción de esta potencia reactiva permite ahorrar energía. Esto se debe a que cuando aumenta la proporción de potencia activa, un dispositivo es más eficiente. Se desperdicia menos energía, por lo que se necesita menos potencia para el mismo funcionamiento de la máquina.
La diferencia entre la potencia activa y la potencia total consumida (el factor de potencia) se expresa mediante el coseno phi. El coseno phi es un número comprendido entre 0 y 1. Cuando el coseno phi es 1, el 100% de la energía consumida es convertida por la máquina en movimiento, luz o calor y, por tanto, no hay desperdicio.
Un coseno phi de 0,9 indica que el 90% de la potencia consumida se convierte en potencia activa. El 10% de la corriente se pierde y es, por tanto, potencia reactiva. Cuanto mayor sea el coseno phi, más eficaces serán los dispositivos utilizados. Suele estar entre 0,6 y 0,9. Esto significa que el 60-90% de la corriente se utiliza eficazmente.
La diferencia entre la potencia real consumida y la potencia aparente es la potencia reactiva. La fórmula es la siguiente:
Potencia ciega + potencia real = potencia aparente
En este caso, la potencia aparente es, por tanto, la corriente total consumida por un dispositivo. Con un coseno phi de 0,7, la potencia real representa el 70% de la potencia aparente. La potencia reactiva es entonces el 30% de la potencia aparente.
Para aclarar la relación entre potencia aparente y potencia real, la comparación suele hacerse con un vaso de cerveza. El vaso de cerveza simboliza el sistema energético. La cerveza es la potencia activa, la espuma es la potencia reactiva.
Tanto una potencia activa demasiado alta como una potencia reactiva demasiado alta pueden provocar el desbordamiento del vaso de cerveza. En ese momento, la red eléctrica se sobrecarga. Cuanta más potencia reactiva haya, más cobre, transformadores y capacidad de conexión se necesitarán.
Una disminución de la potencia reactiva (la espuma) puede garantizar que haya más espacio para la potencia activa (la cerveza). Esto permite aprovechar mejor la potencia, sin inundar el cristal.
Muchos operadores de red utilizan un límite inferior para el coseno phi. Esto se debe a que si el coseno phi es demasiado bajo, aumenta la tensión en las líneas de alimentación. Esto genera mucho calor. Esto puede ser peligroso y provoca sobrecargas y desgaste en la red eléctrica.
A menudo, el límite inferior para tensiones de hasta 50 kilovoltios (kV) es de 0,85. Para tensiones superiores a 50 kilovoltios, el límite inferior es 0,8. Por eso es importante conseguir un coseno phi lo más alto posible. El operador de la red puede cobrar un suplemento si el coseno phi es demasiado bajo.
Si el coseno phi es demasiado bajo, el operador de la red incurre en costes adicionales porque tiene que transmitir potencia reactiva. Por ello, algunos operadores de red aplican incluso un límite inferior de cos phi de 0,9. Si es inferior, se cobran gastos adicionales.
Como el coseno phi de las empresas es demasiado bajo, los operadores energéticos ven caer la eficiencia de su red eléctrica. Como resultado, pueden dar servicio a menos empresas con las mismas conexiones. Se necesitan transformadores más grandes y más cobre.
Esto hace que el operador de la red pierda ingresos. Por este motivo, se cobra una sanción. De este modo, los operadores de red esperan animar a las empresas a tomar medidas si el cos phi baja demasiado.
Aparte de que se necesita más capacidad de conexión con mayor rapidez, un cos phi demasiado alto también conlleva mayores costes de energía. Por lo tanto, es ventajoso asegurarse de mantener el cos phi lo más cerca posible de 1. De este modo, puede aumentar su consumo usted mismo sin necesidad de una nueva conexión y no se arriesga a una multa.
Además de una penalización, hay otras desventajas de un cos phi bajo o una potencia reactiva demasiado alta:
La potencia cegadora está causada por el magnetismo de los motores y transformadores y los condensadores de los equipos electrónicos. Los motores de inducción, por ejemplo, sólo utilizan el 80-90% de la corriente útil. El resto se utiliza para crear un campo magnético en el motor. Existen varias causas de la potencia reactiva.
A menudo, el coseno phi también desciende considerablemente cuando se conectan demasiados dispositivos inductivos a la misma instalación. En ese momento se produce el desfase. Con un cos phi de exactamente 1, no hay desplazamiento de fase y la potencia aparente y la potencia real son iguales.
Si el desfase es demasiado grande, puede ser necesario compensarlo. Esto se hace con condensadores en una bobina. De este modo, el desplazamiento de fase y el cos phi se reducen a un nivel aceptable.
Sobre todo los grandes consumidores sufren el desfase. Si hay muchas unidades de refrigeración, equipos, máquinas o controladores de motor, es más probable que se produzca un cambio de fase. Así, la red eléctrica se sobrecarga más rápidamente.
Dependiendo del tipo de dispositivos y de otras condiciones, pueden identificarse dos tipos diferentes de desplazamiento de fase: la potencia reactiva inductiva y la potencia reactiva capacitiva.
En la energía reactiva inductiva, para que los dispositivos funcionen se necesita energía para magnetizar las bobinas. Esta potencia se denomina potencia reactiva inductiva.
La potencia reactiva capacitiva se produce principalmente en organizaciones con muchos componentes electrónicos, como centros de datos y hospitales. La potencia reactiva capacitiva procede de cargas capacitivas.
Además del desplazamiento de fase, también puede producirse potencia reactiva armónica. Esto se debe a los dispositivos que crean cargas no lineales en la red eléctrica. Estos dispositivos no utilizan la energía en una onda sinusoidal uniforme, sino en impulsos irregulares.
Ejemplos de estos dispositivos son la iluminación LED, los sistemas de climatización y los ordenadores. Los impulsos generados por estos dispositivos hacen que la energía fluya de vuelta a otras partes de la red eléctrica. Esto se denomina contaminación armónica y provoca potencia reactiva.
Así pues, en total, la potencia reactiva se compone de tres tipos diferentes de potencia reactiva: inductiva, capacitiva y armónica.
La potencia reactiva inductiva puede compensarse con una batería de condensadores. Una batería de condensadores compensa el desfase provocado por la magnetización de las bobinas.
Una batería de condensadores suministra la energía necesaria para magnetizar las bobinas. De este modo, ya no es necesario extraer esta potencia reactiva de la red eléctrica.
Las ventajas de una batería de condensadores de un vistazo:
Un generador VAR estático evita el desfase "inyectando" corriente. Esto restablece la plena igualdad de la corriente con la tensión y devuelve el cos phi a 1. Dado que el generador VAR inyecta corriente en el momento adecuado, actúa contra la potencia reactiva inductiva y capacitiva.
Los asesores energéticos de Sensorfact están a su disposición para ayudarle a aumentar su coseno phi. Con nuestro software y hardware, se identifican las oportunidades de ahorro.
A continuación, nuestros expertos le recomiendan medidas que pueden ayudarle a aumentar su cos phi. Aumentar el cos phi es una de las muchas medidas que los expertos de Sensorfact pueden recomendarle.
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